Устройство для ультразвукового сверления материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО СВЕРЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ, в котором инструмент - сверло соединен с волноводом, имеющим боковой вырез, предназначенный для создания изгибных колебаний , отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки, сверло располагают таким образом, чтобы его режушие кромки были параллельны плоскости, проходящей через ось волновода и наибольшее по площади сечение выреза. i (Л х о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1184617 A (и) В 23 В 37/00, В 24 В 1/04 //

// В 23 В 51/02

/ «с,:

К ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3665289/25-08 (22) 22.11.83 (46) 15.10.85. Бюл. № 38 (72) В. М. Серебряков, В. Г. Моисеев и В. А. Кривега (53) 621.9.048.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 175375, кл. В 23 P 1/04, 1962.

Марков А. И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Ма ши иост роение, 1980, с. 183 — 185.

Труды НИТИ. Вып. 1/13/, Саратов, 1973, с. 61 — 69. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО СВЕРЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ, в котором инструмент — сверло соединен с волноводом, имеющим боковой вырез, предназначенный для создания изгибных колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки, сверло располагают таким образом, чтобы его режущие кромки были параллельны плоскости, проходящей через ось волновода и наибольшее по площади сечение выреза.

1184617

Изобретение относится к устройствам для обработки материалов резанием и может найти применение при изготовлении деталей из труднообрабатываемых материалов.

Целью изобретения является повышение производительности ультразвукового сверления путем создания дополнительных перемещений сверла в направлении режущих к ром ок.

Спиральное двухперое сверло устанавливают в волноводе, имеющем боковой вырез, обеспечивающий создание изгибных колебаний,таким образом, чтобы режущие кромки были параллельны плоскости, проходящей через ось волновода и наибольшее по плошади сечение выреза волновода. Это позволяет получить кроме продольных ультразвуковых колебаний изгибные колебания в плоскости, параллельной режущим кромкам сверла и проходяшей через его ось, что обеспечивает дополнительные режущие движения в направлении режущих кромок (по типу резания ножом), увеличение глубины врезания сверла в обрабатываемый материал без увеличения усилия подачи.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3— продольные колебания сверла (а) и продольно-изгибные колебания (б).

Продольно-изгибная колебательная система (фиг. 1) состоит из пьезокерамического преобразователя 1, пассивной частоты понижаюшей накладки 2, активной накладки— волновода 3 с вырезом 4 и жестко присоединенного к волноводу 3 сверла 5.

Устройство работает следующим образом.

В волноводе 3 пьезокерамический преобразователь 1 возбуждает продольные колебания, распределение амплитуд которых 6 показано на фиг. 1. На участке до дисбалансного выреза 4 эти колебания аналогичны колебаниям обычной продольной колебательной системы.

На участке, где находится вырез, за счет акустической неоднородности сечения вдоль продольной оси рабочий конец волновода 3 совершает не только продольные, но и изгибные колебания, которые в данном случае лежат в плоскости, проходящей через ось преобразователя и пересекаюшей вырез в направлении его наибольшего по площади поперечного сечения, т. е. в направлении наименьшей жесткости колебательной системы. Распределение амплитуд смещений изгибных колебаний 7 показано на фиг. 1.

Изгибные колебания от волновода 3 передают сверлу 5, закрепленному так, что ре5

t5

50 жущие кромки его расположены параллельно плоскости изгибных колебаний.

Длину выступающей из волновода части сверла выбирают такой, чтобы его вершина находилась в плоскости наибольшей суммарной величины амплитуд продольных 6 и изгибных 7 колебаний. Это обеспечивает максимальное движение сверла в осевом направлении на величину Б (фиг. За) под воздействием продольных ультразвуковых колебаний и смещение кромки сверла на величину В перпендикулярно его оси, как показано на фиг. 3б. Такое смещение создает дополнительное режущее усилие в направлении режущей кромки, помогая тем самым врезанию ее в обрабатываемый материал.

Предлагаемое устройство для сверления позволяет повысить производительность процесса за счет допол нительного режущего движения вдоль режущей кромки.

Пример. Производят обработку сверлом

4,2 мм на токарном станке материала Д16: осевое усилие 15 кг; скорость вращения

1 000; машинное время одного прохода 120 с; число проходов 8.

Пассивная часть 2 колебательной системы выполнена в виде конуса Морзе и вставлена в пиноль задней бабки токарного станка.

У активной части 3 системы (волновода) сделан вырез, который обеспечивает трансформацию продольных колебаний волновода, созда ваемых пьезокер ам и чески м и преобразователями, в продольно-изгибные.

Сверло установлено в цангу, которая находится в отверстии торца волновода.

В цанге сверло разворачивают так, чтобы направление его режущих кромок совпадало с риской, обозначающей плоскость 00 (фиг. 2), проходящую через ось волновода и пересекающую вырез в нем в направлении его наибольшего по площади поперечного сечения, т. е. с плоскостью изгибных колебаний вибратора, после чего сверло зажимают в цанге накидной гайкой.

Сверление сначала производят без ультразвуковых колебаний, а затем с ультразвуковыми колебаниями, причем направление режущих кромок сверла относительно плоскости изгибных колебаний волновода меняется под углами О, 45 и 90 .

При направлении плоскости изгибных ультразвуковых колебаний параллельно режушим кромкам сверла производительность увеличивается в 2,2 раза; при направлении под углом 45 — в 1,2 раза, а под углом 90 — в 1,1 раза по сравнению с обычным сверлением.

1184617

Щуг. Х

Редактор Л. Веселовская

За к аз 6306/9

Составитель В. Дрожалова

Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Тираж 1085 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4